2025年高二物理下學(xué)期單元測試（傳感器）一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1-7題只有一項符合題目要求，第8-10題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）關(guān)于傳感器的定義，下列說法正確的是（）A.傳感器是能把電學(xué)量按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為非電學(xué)量的元件B.傳感器是能把非電學(xué)量按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為電學(xué)量或電路通斷的元件C.傳感器只能將物理量轉(zhuǎn)換為電信號D.傳感器只能將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電路的通斷狀態(tài)某同學(xué)利用光敏電阻設(shè)計了一個簡單的光控電路，當(dāng)光照增強時，下列說法正確的是（）A.光敏電阻的阻值增大，電路中的電流減小B.光敏電阻的阻值減小，電路中的電流增大C.光敏電阻的阻值增大，電路中的電流增大D.光敏電阻的阻值減小，電路中的電流減小關(guān)于金屬熱電阻和熱敏電阻的特性，下列說法正確的是（）A.金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而減小，熱敏電阻的電阻率隨溫度升高而增大B.金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而增大，熱敏電阻的電阻率隨溫度升高而減小C.金屬熱電阻和熱敏電阻的電阻率都隨溫度升高而增大D.金屬熱電阻和熱敏電阻的電阻率都隨溫度升高而減小如圖所示是一種簡單的溫度自動控制裝置，其中R1為熱敏電阻，R2為滑動變阻器，當(dāng)環(huán)境溫度升高時，下列說法正確的是（）A.熱敏電阻R1的阻值增大，電磁鐵磁性增強，銜鐵被吸合B.熱敏電阻R1的阻值減小，電磁鐵磁性增強，銜鐵被吸合C.熱敏電阻R1的阻值增大，電磁鐵磁性減弱，銜鐵被釋放D.熱敏電阻R1的阻值減小，電磁鐵磁性減弱，銜鐵被釋放某同學(xué)設(shè)計了一個利用力敏電阻判斷小車運動狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖所示。力敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，將力敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個絕緣光滑重球。當(dāng)小車向右做勻加速直線運動時，下列說法正確的是（）A.重球?qū)ψ髠?cè)擋板有力的作用，力敏電阻的阻值增大，電流表示數(shù)減小B.重球?qū)τ覀?cè)擋板有力的作用，力敏電阻的阻值減小，電流表示數(shù)增大C.重球?qū)ψ髠?cè)擋板有力的作用，力敏電阻的阻值減小，電流表示數(shù)增大D.重球?qū)τ覀?cè)擋板有力的作用，力敏電阻的阻值增大，電流表示數(shù)減小關(guān)于霍爾元件的工作原理，下列說法正確的是（）A.霍爾元件是利用電磁感應(yīng)原理將磁感應(yīng)強度轉(zhuǎn)換為電壓的元件B.霍爾元件是利用壓電效應(yīng)將壓力轉(zhuǎn)換為電壓的元件C.霍爾元件是利用霍爾效應(yīng)將磁感應(yīng)強度轉(zhuǎn)換為電壓的元件D.霍爾元件是利用光電效應(yīng)將光強轉(zhuǎn)換為電壓的元件如圖所示是電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，下列關(guān)于電熨斗溫度控制原理的說法正確的是（）A.電熨斗通過雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷，雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)大于下層金屬B.電熨斗通過熱敏電阻溫度傳感器控制電路的通斷，溫度升高時熱敏電阻的阻值增大C.電熨斗通過雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷，雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)小于下層金屬D.電熨斗通過金屬熱電阻溫度傳感器控制電路的通斷，溫度升高時金屬熱電阻的阻值減小關(guān)于傳感器的分類，下列說法正確的有（）A.按照測量對象分類，可分為溫度傳感器、壓力傳感器、光傳感器等B.按照工作原理分類，可分為電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器等C.按照輸出信號分類，可分為模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器D.干簧管是一種基于電磁效應(yīng)的磁傳感器，可用于控制電路的通斷關(guān)于傳感器在日常生活中的應(yīng)用，下列說法正確的有（）A.樓道照明燈的聲控開關(guān)應(yīng)用了聲傳感器，光控開關(guān)應(yīng)用了光傳感器B.電子秤利用力傳感器測量物體的質(zhì)量，其敏感元件是應(yīng)變片C.自動感應(yīng)水龍頭應(yīng)用了紅外傳感器，通過檢測人體發(fā)出的紅外線實現(xiàn)自動出水D.智能手機的觸摸屏應(yīng)用了電容式傳感器，通過檢測手指與屏幕之間電容的變化實現(xiàn)觸控功能如圖所示是一種電容式位移傳感器的原理圖，當(dāng)被測物體帶動動極板移動時，會改變電容器的電容，從而實現(xiàn)對位移的測量。若電容器的極板面積為S，極板間距離為d，電介質(zhì)的相對介電常數(shù)為εr，下列說法正確的有（）A.當(dāng)動極板向右移動時，極板間距離減小，電容增大B.當(dāng)動極板向左移動時，極板間距離增大，電容減小C.若在極板間插入相對介電常數(shù)更大的電介質(zhì)，電容增大D.若增大極板的面積，電容增大二、實驗題（本題共2小題，共30分）（16分）某實驗小組利用如圖所示的裝置探究熱敏電阻的特性。實驗器材包括：熱敏電阻RT（常溫下阻值約為10kΩ）、電源（電動勢為3V，內(nèi)阻不計）、滑動變阻器R（0-20kΩ）、電壓表（量程0-3V，內(nèi)阻很大）、電流表（量程0-0.3mA，內(nèi)阻很小）、溫度計、燒杯、熱水、冷水等。（1）請在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線，將實驗電路連接完整（要求滑動變阻器采用分壓式接法）。（2）實驗中，通過改變燒杯中水的溫度，測量不同溫度下熱敏電阻的阻值。某次測量時，電壓表的示數(shù)為1.5V，電流表的示數(shù)為0.15mA，則此時熱敏電阻的阻值為______kΩ。（3）實驗數(shù)據(jù)如下表所示，請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點并作出熱敏電阻的阻值RT隨溫度t變化的圖線。溫度t/℃20304050607080阻值RT/kΩ10.06.84.53.02.01.51.0（4）根據(jù)作出的圖線可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而______（填“增大”或“減小”），這種特性的熱敏電阻稱為______（填“正溫度系數(shù)”或“負溫度系數(shù)”）熱敏電阻。（5）若將該熱敏電阻與一個阻值為5kΩ的定值電阻串聯(lián)后接在電動勢為3V的電源兩端，當(dāng)溫度為50℃時，電路中的電流為______mA。（14分）某同學(xué)設(shè)計了一個簡單的光控報警電路，如圖所示。電路由電源（電動勢為6V，內(nèi)阻不計）、光敏電阻RG（光照增強時阻值減小）、定值電阻R0、三極管、蜂鳴器等組成。當(dāng)光照減弱到一定程度時，蜂鳴器發(fā)聲報警。（1）該電路中，光敏電阻RG和定值電阻R0組成的電路稱為______電路，三極管的作用是______。（2）當(dāng)光照減弱時，光敏電阻RG的阻值______（填“增大”或“減小”），A點的電勢______（填“升高”或“降低”），當(dāng)A點的電勢升高到一定值時，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)聲報警。（3）若要提高電路的靈敏度，即當(dāng)光照更強時蜂鳴器就發(fā)聲報警，可以采取的措施是______（填“增大”或“減小”）定值電阻R0的阻值。（4）已知當(dāng)A點的電勢為3V時，三極管開始導(dǎo)通。若RG的阻值在光照最強時為1kΩ，光照最弱時為10kΩ，R0的阻值為2kΩ，則該電路報警時的光照強度對應(yīng)RG的阻值為______kΩ。三、計算題（本題共2小題，共30分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）（14分）如圖所示，某同學(xué)設(shè)計了一個利用霍爾元件測量磁場磁感應(yīng)強度的裝置?；魻栐暮穸葹閐，寬度為b，載流子為電子，電子的電荷量為e，單位體積內(nèi)的電子數(shù)為n。將霍爾元件放入待測磁場中，磁場方向垂直于霍爾元件的前后表面，在霍爾元件的左右兩端通入恒定的電流I，在霍爾元件的上下兩端接電壓表，測量霍爾電壓UH。（1）請判斷霍爾元件上表面的電勢高還是下表面的電勢高，并說明理由。（2）推導(dǎo)霍爾電壓UH與磁感應(yīng)強度B的關(guān)系式。（3）若霍爾元件的厚度d=0.1mm，寬度b=1mm，單位體積內(nèi)的電子數(shù)n=1×1020m-3，通入的電流I=0.1mA，測得霍爾電壓UH=0.5mV，求待測磁場的磁感應(yīng)強度B的大小。（16分）如圖所示是一種基于力傳感器的電子秤原理圖。力傳感器的敏感元件是應(yīng)變片，當(dāng)應(yīng)變片受到拉力或壓力作用時，其電阻會發(fā)生變化。秤盤與力傳感器相連，當(dāng)物體放在秤盤上時，力傳感器將物體的重力轉(zhuǎn)換為電信號，通過測量電信號的大小即可得到物體的質(zhì)量。（1）若力傳感器的敏感元件由4個完全相同的應(yīng)變片組成，將它們連接成如圖所示的橋式電路，其中R1、R3為拉力應(yīng)變片，R2、R4為壓力應(yīng)變片。當(dāng)物體放在秤盤上時，R1、R3的阻值增大ΔR，R2、R4的阻值減小ΔR，若每個應(yīng)變片的初始阻值為R，求此時電橋的輸出電壓UAB（已知電源電動勢為E，內(nèi)阻不計）。（2）若電子秤的刻度是均勻的，說明理由。（3）若電源電動勢E=5V，初始阻值R=100Ω，應(yīng)變片的靈敏度k=ΔR/R=0.01/（N）（即單位力引起的電阻相對變化率），電子秤的最大稱量為10kg，重力加速度g=10m/s2，求電子秤的最大輸出電壓UABm。四、綜合題（本題共1小題，共20分）智能家居系統(tǒng)中，常用傳感器來實現(xiàn)對家居環(huán)境的監(jiān)測和控制。如圖所示是一個智能家居溫度控制系統(tǒng)的原理圖，該系統(tǒng)通過溫度傳感器檢測室內(nèi)溫度，并根據(jù)溫度自動控制空調(diào)的運行。（1）該系統(tǒng)中使用的溫度傳感器可以是熱敏電阻、金屬熱電阻或雙金屬片等，請分別說明這三種傳感器的工作原理。（2）若采用熱敏電阻作為溫度傳感器，其阻值隨溫度變化的關(guān)系為RT=R0e-bt，其中R0為t=0℃時的阻值，b為常數(shù)，t為溫度。若R0=10kΩ，b=0.05℃-1，當(dāng)室內(nèi)溫度為25℃時，求熱敏電阻的阻值RT。（3）系統(tǒng)中的控制電路采用如圖所示的比較器電路，當(dāng)溫度傳感器的阻值RT小于設(shè)定值R定時，比較器輸出高電平